DE255317C

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Publication number: DE255317C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 255317-KLASSE 21Ä. GRUPPE

PFRETZSCHNER & CO. in PASING.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. November 1911 ab.

Es hat sich in der Praxis das Bedürfnis geltend gemacht, die gewöhnlichen Feuerungsarten, welche bis jetzt für das Warmaufziehen von Radreifen Anwendung finden, durch das vorteilhaftere elektrische Anwärmen zu ersetzen. Abgesehen von der Reinlichkeit des elektrischen Verfahrens kann durch dieses ein ganz gleichmäßiges und ökonomisches Erhitzen der Radreifen erfolgen.

ίο In der Praxis sind Vorrichtungen zur elektrischen Anwärmung von Radreifen bisher wenig bekannt geworden, dahinzielende Versuche wurden mit Gleichstrom und auch mit Einphasenwechselstrom ohne praktischen Erfolg unternommen. Gleichstrom eignet sich an und für sich nicht für elektrische Erhitzung größerer Metallmassen, da ihm die für diesen Zweck hauptsächlich in Betracht kommenden Induktionswirkungen abgehen, und der hierfür fast ausschließlich angewandte Einphasenwechselstrom ist in den wenigsten Betrieben vorhanden, bedingt daher eine ungleiche Belastung des Netzes, was um so mehr ins Gewicht fällt, als für die Erwärmung größerer Massen bedeutende Energien in Frage kommen. Nun ist neuerdings eine Vorrichtung zum elektrischen Anwärmen von Radreifen o. dgl. bekannt geworden, die sich auch des Mehrphasenstroms bedient; aber sie ist immer nur für einen Reifendurchmesser verwendbar. Außerdem treten dort bei Verwendung von Mehrphasenströmen die im Reifen induzierten Kurzschlußströme mit dem Drehfeld des Transformators in Wechselwirkung, wodurch zur. Verhinderung einer rotierenden Bewegung des Reifens auf dem Transformatoreisen besondere Festklemmvörrichtungen erforderlich sind. Diesen beiden Übelständen wird durch die im folgenden beschriebene Anordnung begegnet. Die Einphasentransformatoren sind an einem Gußeisengestell in radialer Richtung zur Radreifenmitte verstellbar, so daß Reifen verschiedenen Durchmessers mit einem einzigen Ofen erwärmt werden können. Um dies zu erreichen, ist, wie beiliegende Zeichnung erläutert, eine Trennung des Drehstroms in drei Einphasentransformatoren nötig, deren jeder eine Phase des Drehstroms als Primärwicklung erhält.

Die Stromverteilung der Phasen erfolgt derart, daß die eine Phase gegenüber einer der beiden anderen um das Doppelte überlastet ist, wie dies aus Fig. 5 hervorgeht. Einen augenblicklichen Stromverlauf deuten die Pfeile in Fig. 3 und die bezüglichen Momentanwerte des Vektordiagramms Fig. 4 an. Die stark ausgezogene Sinuskurve in Fig. 5 ist die resultierende Sekundärspannung aus den bezüglichen Sekundärspannungen jedes der drei Einphasentransformatoren. Die resultierende sekundäre Spannung, welche durch die v-w-u-Kmve dargestellt ist, ergibt sich aus der algebraischen Addition der Momentanwerte der Sinuskurven I, II und III in der Weise, daß die Momentanwerte zweier Phasen nach Umkehr der Vorzeichen zu den Augenblickswerten der dritten Phase addiert werden (Fig. 4 und 5). Die Transformatoren sind so geschaltet, daß die induzierten Sekundär-

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Wie aus

tig. 3, 4 und J™h*ervö?geht, addieren sich die Sekundärspannungen der Phasen I und III zur Phase II; ebenso kann durch Änderung der Spulenschaltung z. B. die Phase I oder III für eine Belastung bestimmt werden, wie sie in Fig. 5 die Phase II übernimmt. Ist cos φ = ι, so fällt die Resultierende der Kurzschlußströme mit der resultierenden Sekundärspannung zusammen, so daß das Kurvenstück v-w-u im entsprechenden Maßstab die von den drei Einphasentransformatoren abgegebene Leistung repräsentiert. Ebenso stellen dann die drei Sinuskurven die Komponenten der Gesamtleistung dar. Wie Fig. 5 zeigt, fällt die Resultierende v,w, u in gleiche Phasen mit dem Kurvenstücke v, s, u zusammen. Die Amplituden der beiden Kurven verhalten sich wie ι: 2 und somit auch die von den Kurven und Nullinien 0-0 eingeschlossenen Flächen oder, was gleichbedeutend ist, die Leistungen. Die Phase II übernimmt also die Hälfte der Gesamtleistung, während die beiden anderen Phasen gleichmäßig mit der anderen Hälfte der Gesamtleistung belastet sind. Bedeutet L die Gesamtleistung des Drehstromsystems, so entfällt auf eine Phase 0,5 L, auf die beiden anderen je 0,25 L.

Um eine Regulierung des Sekundärstroms herbeiführen zu können, weiter, um die Transformatoren auf ihre Belastungsfähigkeit auszunutzen, sind primäre Zusatzwindungen erforderlich, welche durch einen Regulierschalter in ihrer Zahl abgestuft werden. Diese Windüngen sind von dem Netzstrom abgetrennt, bilden also gleichsam einen zweiten sekundären Stromkreis, welcher über einen Widerstand oder e ne Drosselspuk„ges£hlQgae.n^wird. Die Zusatzwindüngen haben den Zweck, die sekundären Amperewindungen ' teilweise zu kompensieren. Die teilweise Kompensation zum Herbeiführen einer bestimmten Belastung ist deshalb erforderlich, weil sämtliche drei Transformatoren mit der gemeinsamen Sekundäiwindung (Radreifen), also auch mit der Gesamtamperewindungszahl im Radreifen verkettet sind. Jeder Transformator hebt aber bei Belastung nur diejenigen Amperewindungen auf, welche sich nach dem Belastungsverhältnis 50: 25: 25 ergeben. Die überschüssigen sekundären Amperewindungen pro Transformator müssen daher eliminiert werden, was durch einen Magnetisierungsstrom in den Zusatzwindungen erreicht wird, sobald die letzteren über den Widerstand zu einem Stromkreis vereinigt werden. Der-Magnetisierungsstrom hat die gleiche Richtung wie der Primärstrom und ist auch in gleicher Phase mit dem Sekundärstrom im Radreifen. Die in den Zusatzwindungen induzierte E. M. K. eilt dem Magnetisierungsstrom um 90 ° vor, der Effekt__zur Kompensation ist daher ein wattloser. _r 1 Diese Anordnung hat gegenüber der später beschriebenen, mit drei sekundären Anzapfungen am Radreifen versehenen Vorrichtung den Vorteil der Einfachheit und dürfte die stärkere Belastung der einen Phase gegenüber den beiden anderen in der Praxis kaum ins Gewicht fallen.

In Fällen jedoch, in denen auf eine ganz gleiche Belastung aller drei Phasen Wert gelegt wird, müßte, wie Fig. 1 und 2 zeigen, der zu erwärmende Radreifen r zwischen den symmetrisch am Umfang des Reifens verteilten zweiteiligen Transformatoren a, b, c an drei Stellen d, e, f durch Klemmen angezapft und verspannt werden, so daß die im Ringe r von den drei Einphasentransformatoren a, b, c induzierten Kurzschlußströme durch die bezüglichen Verbindungskabel zwischen den Klemmen d, e, f einen derartigen Verlauf nehmen, daß die Einphasentransformatoren mit je gleicher Belastung an der Erwärmung des Radreifens teilnehmen.

Es ist klar, daß eine gleichartige Anordnung, wie für beide Fälle ungleicher und gleicher Phasenbelastung gezeigt wurde, auch ohne weiteres für Mehrphasenstrom anwendbar ist; außerdem ist es bei großen Reifen angängig, jeden der Einphasentransformatoren nochmals zu unterteilen und an Stelle jedes derselben mehrere an die gleiche Phase angeschlossene Einphasentransformatoren vorzusehen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum elektrischen Anwärmen von ringförmigen Gegenständen, insbesondere Radreifen, mittels in ihnen induzierter Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring die gemeinsame Sekuridärspule aller Phasen eines an Dreh- oder Mehrphasenstrom angeschlossenen Transformators bildet, der in so viel Einphasentransformatoren oder Gruppen von"' solchen mit passend geschalteten Primärspulen geteilt ist, als Phasen vorhanden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Einphasentransformatoren Verbindungen des Reifens mit einem Sternpunkte angesetzt werden, zu dem Zwecke, eine gleichmäßige Belastung aller Phasen herbeizuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.